Ini merupakan kali pertama seseorang menjadikan 5G begitu mudah dan jelas

1

Formula mudah dan ajaib

Cerita hari ini bermula dengan satu formula.

It's a formula that's both simple and magical. It's simple because it only has 3 letters in total. It is said to be magical because this formula contains the profound secrets of communication technology, and countless people on this planet are obsessed with it.

Formula ini dia——

Saya percaya ramai pelajar mengenali formula ini. Jika tidak, dan anda seorang pelajar sains, sila ingat untuk menghubungi guru fizik sekolah menengah anda apabila anda mempunyai masa!

Sila jelaskan, formula di atas adalah formula asas fizik.Kelajuan cahaya = panjang gelombang & darab; frekuensi.

Untuk formula ini, kita boleh katakan:Sama ada 1G, 2G, 3G, atau 4G atau 5G, semuanya tetap sama. Mereka semua membuat kekecohan mengenainya dan tidak melompat keluar dari "Gunung Lima Jari"nya.

Biar saya ceritakan perlahan-lahan.

2

wired? wireless?

Communication technology, no matter what black technology or white technology, in the final analysis, can be divided into two types——Komunikasi berwayar dan komunikasi tanpa wayar.

Apabila saya bercakap dengan anda melalui telefon, maklumat dan data sama ada dihantar di udara (tidak kelihatan dan tidak ketara) atau dalam objek fizikal (kelihatan dan nyata).

If it is transmitted on physical materials, it is wired communication, which basically uses copper wires and optical fiber cables, collectively called wired media.

Apabila data dihantar melalui media berwayar, kadarnya boleh mencapai nilai yang sangat tinggi.

Mengambil gentian optik sebagai contoh, di makmal,Kelajuan maksimum gentian optik tunggal telah mencapai 26Tbps. . . Ia adalah 26,000 kali ganda daripada kabel rangkaian tradisional. . .

gentian optik

The air propagation part is the bottleneck of mobile communications.

The current mainstream mobile communication standard is 4G LTE, with a theoretical rate of only 150Mbps (excluding carrier aggregation). This is completely incomparable to wired.

Oleh itu, jika 5G ingin mencapai kelajuan hujung ke hujung yang tinggi, tumpuannya adalah untuk mengatasi kesesakan bahagian tanpa wayar.

3

Ombak yang ajaib

Seperti yang kita semua tahu, komunikasi tanpa wayar menggunakan gelombang elektromagnet untuk berkomunikasi. Gelombang radio dan gelombang cahaya kedua-duanya merupakan gelombang elektromagnet.

Ciri-ciri fungsi gelombang elektromagnet ditentukan oleh frekuensinya.Electromagnetic waves of different frequencies have different properties and characteristics, and thus have different uses.

For example, high-frequency gamma rays are very lethal and can be used to treat tumors.

frekuensi gelombang elektromagnet yang malar

We currently communicate primarily using air waves. Of course, light wave communications are also on the rise, such as LiFi.

LiFi（Light Fidelity），可见光通信

Tanpa menyimpang, mari kita kembali kepada gelombang radio terlebih dahulu.

Gelombang radio adalah sejenis gelombang elektromagnet, dan sumber frekuensinya terhad.

Untuk mengelakkan gangguan dan konflik, kami membahagikan lorong-lorong di lebuh raya gelombang radio selanjutnya dan menetapkannya kepada objek dan kegunaan yang berbeza.

The uses of radio waves at different frequencies

Sila beri perhatian kepada fon merah dalam gambar di atas. Sehingga kini, kami kebanyakannya menggunakanMedium frequency to ultra high frequency are used for mobile phone communication.

For example, the often mentioned "GSM900" and "CDMA800" actually refer to GSM operating in the 900MHz frequency band and CDMA operating in the 800MHz frequency band.

Piawaian teknikal arus perdana global 4G LTE semasa adalah milikUHF dan UHF.

Our country mainly uses UHF:

As you can see, with the development of 1G, 2G, 3G, and 4G, the frequency of radio waves used is getting higher and higher.

Mengapa ini?

This is mainly because,Semakin tinggi frekuensi, semakin kaya sumber frekuensi yang boleh digunakan.Lebih kaya sumber frekuensi, lebih tinggi kadar penghantaran yang boleh dicapai.

Higher frequency → more resources → faster speed

Ia sepatutnya tidak sukar untuk difahami, bukan? Sumber frekuensi umpama gerabak. Lebih tinggi frekuensi, lebih banyak gerabak dan lebih banyak maklumat yang boleh dimuatkan dalam masa yang sama.

Jadi, apakah frekuensi khusus yang digunakan oleh 5G?

Seperti yang ditunjukkan di bawah:

Julat frekuensi 5G dibahagikan kepada dua jenis: satu di bawah 6GHz, yang tidak jauh bezanya dengan 2/3/4G kita sekarang. Terdapat satu lagi jenis, yang sangat tinggi.Above 24GHz.

Pada masa ini, di peringkat antarabangsa, ia digunakan terutamanya 28GHz Conduct experiments (this frequency band may also become the first commercial frequency band for 5G).

If calculated based on 28GHz, according to the formula we mentioned above:

Baiklah, ini ciri teknikal pertama 5G——

4

gelombang milimeter

Izinkan saya menyiarkan semula jadual perbandingan kekerapan sebentar tadi:

Please pay attention to the bottom line. Is it "millimeter wave"?

Teruskan, teruskan!

Baiklah, memandangkan frekuensi tinggi sangat bagus, anda pasti akan bertanya:"Kenapa kita tidak menggunakan frekuensi tinggi sebelum ini?"

The reason is simple - it's not that I don't want to use it, it's that I can't afford it.

The salient characteristics of electromagnetic waves: the higher the frequency, the shorter the wavelength, and the closer it is to linear propagation (the worse the diffraction ability).Semakin tinggi frekuensi, semakin besar pelemahan dalam medium perambatan.

Look at the laser pointer (wavelength is about 635nm). The light emitted is straight. If it is blocked, it will not be able to pass through.

Melihat komunikasi satelit dan navigasi GPS (panjang gelombang kira-kira 1cm), jika terdapat halangan, tiada isyarat akan datang.

The big pot of a satellite must be calibrated to aim at the direction of the satellite, otherwise even a slight deviation will affect the signal quality.

If mobile communications use high frequency bands, then its biggest problem isJarak penghantaran sangat dipendekkan dan keupayaan liputan sangat lemah.

meliputi kawasan yang sama,The number of 5G base stations required will greatly exceed that of 4G.

Apakah maksud bilangan stesen pangkalan? Wang! Labur! Kosnya!

The lower the frequency, the cheaper network construction will be and the more favorable the competition will be. This is why, in recent years, China Telecom, China Mobile, and China Unicom have been fighting fiercely for low-frequency bands.

Sesetengah jalur frekuensi juga dipanggil——Kumpulan emas.

This is why, in the 5G era, operators are desperately fighting against equipment manufacturers, hoping to reduce the price of base stations.

Oleh itu, berdasarkan sebab-sebab di atas, untuk mengurangkan tekanan kos ke atas pembinaan rangkaian di bawah premis frekuensi tinggi,5G must find a new way out.

Apakah jalan keluarnya?

Pertama, terdapat stesen pangkalan mikro.

5

stesen pangkalan mikro

Terdapat dua jenis stesen pangkalan, stesen pangkalan mikro dan stesen pangkalan makro. Hanya dengan melihat namanya, anda dapat mengetahui bahawa stesen pangkalan mikro sangat kecil dan stesen pangkalan makro sangat besar!

Stesen pangkalan makro:

Tempat awam di luar, bina satu untuk meliputi kawasan yang luas

Micro base station:

Nampak menarik tak?

Ada juga yang lebih kecil, sebesar tapak tangan

Malah, terdapat banyak stesen pangkalan mikro sekarang, terutamanya di kawasan bandar dan di dalam bangunan, di mana ia sering dilihat.

Dalam era 5G, akan terdapat lebih banyak stesen pangkalan mikro, yang akan dipasang di mana-mana dan boleh dilihat hampir di mana-mana.

Anda pasti akan bertanya, adakah akan ada sebarang kesan pada tubuh manusia jika terdapat begitu banyak stesen pangkalan di sekeliling kita?

Jawapan saya ialah - tidak.

In fact, contrary to traditional understanding, in fact,Lebih banyak bilangan stesen pangkalan, lebih kecil radiasi!

Think about it, in winter, in a house with a group of people, is it better to have one high-power heater or several low-power heaters?

Penyelesaian berkuasa tinggi▼

Penyelesaian kuasa rendah▼

Gambar di atas jelas sekali pandang.The base station is small and low-power, which is good for everyone.Jika anda hanya menggunakan satu stesen pangkalan yang besar, jika ia dekat, radiasi akan menjadi besar, tetapi jika ia jauh, tidak akan ada isyarat, yang mana satu perkara yang tidak baik.

6

Ke mana perginya antena itu?

Pernahkah anda perasan bahawa telefon bimbit dahulu mempunyai antena yang sangat panjang, dan telefon bimbit awal juga mempunyai antena kecil yang menonjol. Mengapakah telefon bimbit kita sekarang tidak mempunyai antena?

In fact, it’s not that we don’t need antennas;The antenna got smaller.

Mengikut ciri-ciri antena, panjang antena hendaklah berkadar terus dengan panjang gelombang, kira-kira antara 1/10~1/4.

Seiring perubahan masa, frekuensi komunikasi telefon bimbit kita semakin tinggi, panjang gelombang semakin pendek, dan antena juga semakin pendek!

Untuk komunikasi gelombang milimeter, antena juga telah menjadi paras milimeter. . .

Ini bermakna antena boleh dimasukkan ke dalam telefon bimbit, atau banyak antena boleh dimasukkan. . .

Ini adalah ciri pembunuh ketiga terbesar 5G——

7

ＭMIMO asif

(Teknologi berbilang antena)

MIMO ialah "Pelbagai Input Pelbagai Output" (Pelbagai Input Pelbagai Output), berbilang antena menghantar dan berbilang antena menerima.

Dalam era LTE, kita sudah mempunyai MIMO, tetapi bilangan antena tidaklah banyak. Ia hanya boleh dikatakan sebagai versi MIMO yang lebih muda.

In the 5G era, MIMO technology continues to be developed, and now it has become an enhanced version of Massive MIMO (Massive: large-scale, massive).

Terdapat pelbagai antena yang dipasang di dalam telefon bimbit, apatah lagi stesen pangkalan.

In the past, base stations only had a few antennas:

Dalam era 5G, bilangan antena tidak dikira mengikut akar, tetapi mengikut "tatasusunan"... "tatasusunan antena"... Pada pandangan pertama, ia mempunyai irama tripofobia...

Walau bagaimanapun, jarak antara antena tidak boleh terlalu dekat.

Disebabkan oleh ciri-ciri antena, susunan berbilang antena memerlukan jarak antara antena dikekalkan pada lebih daripada separuh panjang gelombang. Jika jaraknya dekat, ia akan mengganggu satu sama lain dan menjejaskan penghantaran dan penerimaan isyarat.

8

beamforming

Semua orang pernah melihat mentol lampu bercahaya, bukan?

Malah, apabila stesen pangkalan menghantar isyarat, ia seperti mentol lampu yang menyala.

Isyarat dipancarkan ke persekitaran. Bagi cahaya, sudah tentu ia menerangi seluruh bilik. Jika anda hanya ingin menerangi kawasan atau objek tertentu, maka kebanyakan cahaya akan dibazirkan. . .

Begitu juga dengan stesen pangkalan, di mana banyak tenaga dan sumber dibazirkan.

Can we find an invisible hand to bind the scattered light?

Ini bukan sahaja menjimatkan tenaga, tetapi juga memastikan kawasan yang hendak diterangi mempunyai cahaya yang mencukupi.

The answer is: yes.

Ini adalah - pembentukan rasuk

Satu susunan antena disusun di stesen pangkalan, dan dengan mengawal fasa isyarat frekuensi radio, cuping gelombang elektromagnet selepas interaksi menjadi sangat sempit dan menghala ke telefon bimbit yang menyediakan perkhidmatan, dan boleh mengubah arah mengikut pergerakan telefon bimbit.

This spatial multiplexing technology changes from omnidirectional signal coverage to precise directional service without interference between beams.Menyediakan lebih banyak pautan komunikasi di ruang yang sama, sekali gus meningkatkan kapasiti perkhidmatan stesen pangkalan dengan ketara.

Yang lurus boleh dipecahkan kepada yang melengkung... Adakah terdapat apa-apa lagi yang pakar komunikasi tidak boleh lakukan?

9

Jangan kenakan saya sebarang bayaran, boleh?

In the current mobile communication network, even if two people call each other's mobile phones face to face (or send photos to each other through mobile phones), the signals are relayed through the base station, including control signaling and data packets. . .

Dalam era 5G, perkara ini tidak semestinya berlaku.

The fifth major feature of 5G is D2D, which is Device to Device.

10

Ｄ２Ｄ

Dalam era 5G, jika dua pengguna di bawah stesen pangkalan yang sama berkomunikasi antara satu sama lain, data mereka tidak lagi akan dihantar melalui stesen pangkalan, tetapi terus dari telefon bimbit ke telefon bimbit. . .

Dengan cara ini, sejumlah besar sumber udara dapat dijimatkan dan tekanan di stesen pangkalan dapat dikurangkan.

Walau bagaimanapun, jika anda fikir anda tidak perlu membayar, maka anda merugikan Tucson.

Mesej kawalan masih perlu dihantar dari stesen pangkalan. Anda sedang menggunakan sumber spektrum. Bagaimanakah operator boleh melepaskan anda? . .

kata-kata tambahan

Saya percaya bahawa melalui artikel ini, semua orang mempunyai pemahaman yang mendalam tentang 5G dan pengetahuan komunikasi di sebaliknya. Dan semua ini hanyalah berdasarkan formula matematik yang boleh difahami oleh pelajar sekolah rendah. Bukankah begitu?

Teknologi komunikasi bukanlah sesuatu yang misteri. Sebagai permata yang paling mempesonakan dalam mahkota teknologi komunikasi, 5G bukanlah teknologi revolusioner inovatif yang di luar jangkauan. Ia lebih merupakan evolusi teknologi komunikasi sedia ada.

Seperti yang dikatakan oleh seorang pakar -

The limits of communication technology are not limitations in technical technology, but inferences based on rigorous mathematics. It is basically impossible to break through in the foreseeable future.

How to further explore the potential of communications within the scope of scientific principles is the tireless pursuit of many strivers in the communications industry.

Okey, itu sahaja untuk hari ini.

Artikel ini diterbitkan semula daripada "IQ IoT", menyokong perlindungan hak harta intelek, sila nyatakan sumber asal dan pengarang semasa mencetak semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.